Leiterplatten sind ein wesentlicher Bestandteil elektronischer Geräte, die dazu beitragen, Kosten zu senken, die Zuverlässigkeit der Geräte zu erhöhen und die Herstellungszeit zu verkürzen. Leiterplatten mit LEDs sind allgemein als Leuchtdioden-Leiterplatten (LED-Leiterplatten) bekannt.
Dabei handelt es sich um kleine Computer, die auf einzelnen Kupferplatten aufgebaut sind und über Kupferbahnen verschiedene Komponenten miteinander verbinden, sodass Benutzer Daten eingeben, speichern und in einem sichtbaren Format anzeigen können. Dieser Artikel behandelt alles, was Sie über LED-Leiterplatten und ihre Anwendungen in verschiedenen Branchen wissen müssen.
Was ist eine LED-Leiterplatte?
Eine LED-Leiterplatte ist eine gedruckte Leiterplatte mit einer Reihe von LEDs (Leuchtdioden), die mit ihren Kupferbahnen verbunden sind. LED-Leiterplatten sind die weltweit am häufigsten verwendeten Leiterplatten. Sie finden breite Anwendung in kommerziellen und industriellen Anwendungen. Zu den gängigen Anwendungsbereichen von LED-Leiterplatten zählen Haushaltsgeräte, Bürogeräte, Autos und Industriemaschinen. LED-Leiterplatten sind in der Regel rechteckig und können je nach Anwendungsbedarf auf jede beliebige Größe zugeschnitten werden. Die Kupferbahnen auf der Leiterplatte sind mit einer Reihe von Anschlüssen verbunden, die als Pads bezeichnet werden. Diese Pads dienen dazu, einzelne Bauteile wie Widerstände, Kondensatoren und Transistoren miteinander zu verbinden, um den Schaltkreis zu bilden.
Warum LED-Leuchten in Leiterplatten verwenden?
LED-Leuchten werden immer beliebter, und das aus gutem Grund.
- Energieeffizienter
Sie sind energieeffizienter als herkömmliche Glühlampen und halten viel länger. Das bedeutet, dass Sie Geld bei Ihrer Stromrechnung sparen und Ihre Lampen nicht so oft austauschen müssen. - Sicher und ungiftig
LED-Leuchten sind außerdem viel kühler als Glühlampen, sodass sie Ihren Raum nicht so stark aufheizen. Und da sie keine giftigen Materialien enthalten, sind sie umweltfreundlicher. - Längere Lebensdauer
LEDs werden in Leiterplatten verwendet, weil sie effizient und einfach zu verwenden sind. Sie eignen sich hervorragend für Kommunikations-, Beleuchtungs- und Signalanwendungen. Im Vergleich zu Glühlampen, Halogenlampen und anderen Glühbirnen sind sie zuverlässig und langlebig.
Wenn Sie also auf der Suche nach einer effizienteren, langlebigeren und umweltfreundlicheren Glühbirne sind, ist LED die richtige Wahl.
Wie funktioniert eine LED-Leiterplatte?
LED-Struktur
Das Herzstück der LED ist ein Halbleiterwafer, der vollständig mit Epoxidharz ummantelt ist. Der Halbleiterwafer besteht aus zwei Teilen: Ein Teil ist ein P-Halbleiter, in dem Löcher eine führende Rolle spielen, und der andere Teil ist ein N-Halbleiter, in dem hauptsächlich Elektronen vorkommen. Wenn diese beiden Halbleiter miteinander verbunden werden, entsteht zwischen ihnen ein „PN-Übergang”, der einem elektrischen Feld entspricht.
Wenn die Elektronen herüberkommen, werden sie vom negativen Pol, also dem N-Pol, abgestoßen und zum positiven Pol, also dem P-Bereich, gedrückt. Im P-Bereich rekombinieren die Elektronen und Löcher, und dann wird Energie in Form von Photonen abgegeben, wodurch die LED Licht ausstrahlt. Prinzip. Die Farbe des Lichts (Wellenlänge des Lichts) wird durch das Material bestimmt, aus dem der PN-Übergang besteht.
Verbinden der Leiterplatte und der LEDs
Die Verbindungen zwischen den Pads der Leiterplatte und den LEDs werden mit Drähten (sogenannten Leitern) aus einem leitfähigen Metall wie Kupfer oder Gold hergestellt. Die Leiter sind mit den Pads auf der Leiterplatte verbunden und verlaufen zu den Anschlüssen der LED. Die in Anwendungen verwendeten LEDs haben verschiedene Farben: rot, blau, gelb, grün und weiß. LED-Leiterplatten haben einen positiven und einen negativen Anschluss, der mit der Stromversorgung verbunden wird. Es ist wichtig, die positiven und negativen Anschlüsse der LED-Leiterplatte mit den positiven und negativen Anschlüssen der Stromversorgung zu verbinden. Wenn die positiven und negativen Anschlüsse falsch verbunden sind, leuchtet die LED-Leiterplatte nicht.
LED-Treiber
Der LED-Treiber verwendet eine kleine LED-Treiberplatine von Microchip. Sie enthält ein 9-V-Batterieladegerät und mehrere daran angeschlossene LEDs. Die LED-Treiberplatine ist über zwei 12-V-Batterien (ein Zweierpack) an die Stromversorgung (2 V/3 A) angeschlossen.
Das Netzteil wird auch zur Steuerung der LEDs verwendet. Es ist jedoch nicht notwendig, dass Sie dies als integrierten Schaltkreis in Ihrem Projekt verwenden, da es viele verschiedene Arten von Treibern für verschiedene Mikrocontroller-Plattformen gibt (z. B. PIC, Altera usw.). Sie können jeden Spannungsregler oder Regler mit einem geringen Spannungsabfall am Ausgangskanal verwenden, wenn Sie einen integrierten Schaltkreis von Microchip anstelle einer externen Stromquelle verwenden.
Anwendungen von LED-Leiterplatten
Kommunikation und Datenübertragung
LED-Leiterplatten werden in Kommunikationssystemen und Datenübertragungssystemen verwendet. Übertragungssysteme sind das Rückgrat des Internets, und Kommunikationssysteme sind für die Aufrechterhaltung der Gesundheitsdienste unerlässlich. Kommunikationssysteme sind in Notfällen von entscheidender Bedeutung, und Kommunikations- und Datenübertragungssysteme können unter Verwendung von LED-Leiterplatten entwickelt werden.
Licht und Beleuchtung
LED-Leiterplatten werden häufig in Beleuchtungssystemen zur Lichtversorgung eingesetzt. Sie kommen in Straßenlaternen und Innenbeleuchtungssystemen zum Einsatz und werden auch in Taschenlampen verwendet. Außerdem werden sie in dekorativer Beleuchtung wie Weihnachtsbeleuchtung eingesetzt.
Anzeige und Beschilderung
LED-Leiterplatten sind eine ausgezeichnete Wahl für Anzeigesysteme und Beschilderungssysteme. Sie werden in Werbetafeln und Anzeigen verwendet und kommen auch in digitalen Schildern zum Einsatz.
Haushaltsgeräte
Haushaltsgeräte wie Klimaanlagen, Kühlschränke, Waschmaschinen und Küchengeräte verwenden LED-Leiterplatten. Sie werden auch in Steckdosen verwendet, um anzuzeigen, ob Strom vorhanden ist und ob das Gerät an das Stromnetz angeschlossen ist.
Industriemaschinen
Industriemaschinen verwenden LED-Leiterplatten für Beleuchtung, Kommunikation und Anzeige. Sie sind für die Steuerung und Überwachung verschiedener Prozesse in der Industrie unverzichtbar.
Was sollte beim Kauf einer LED-Leiterplatte beachtet werden?
Beim Kauf von LED-Leiterplatten sollten Sie viele Faktoren berücksichtigen. Beispielsweise müssen Sie den Lichtstrom, die Farbtemperatur und die Spannung kennen. Nachstehend finden Sie weitere Details:
1. LED-Parameter
Zu den Leistungsmerkmalen gehören im Allgemeinen LED-Lichtstromparameter, LED-Dominanzwellenlänge, LED-Nennspannung, LED-Farbtemperaturparameter usw.
Lichtstrom
Der Lichtstrom beschreibt die Gesamtmenge des von der Lichtquelle ausgestrahlten Lichts. Je größer der Lichtstrom der Lichtquelle ist, desto mehr Licht wird ausgestrahlt, desto höher ist die Helligkeit und desto höher ist die Effizienz bei gleicher Leistung. Dieser Lichtstrom sollte sich auf den entsprechenden Teststrom konzentrieren. Beachten Sie, dass es sich hierbei um den Teststrom und nicht um den maximalen Strom handelt.
Dominante Wellenlänge der LED
Die Hauptwellenlänge wird verwendet, um die Farbe der LED darzustellen. Die Einheit ist nm, hauptsächlich für farbige LEDs. Unterschiedliche Hauptwellenlängen haben unterschiedliche Farben, z. B. Rot für die Hauptwellenlänge von 620–630 nm, Grün für 520–540 nm usw.
LED-Farbtemperatur
Die Farbtemperatur ist ein Parameter, der die Farbe von weißem Licht charakterisiert. Die warme Farbtemperatur liegt bei 2700–3200 K, die neutrale Farbtemperatur bei 4000–5000 K und die kühle Weißtemperatur bei über 5600 K.
LED-Nennspannung
Die Nennspannung gibt den Spannungswert der LED bei Nennstrom an. Im Allgemeinen beträgt die Spannung eines einzelnen LED-Chips 3–4 V, wobei die Chipspannung der roten LED relativ niedriger ist.
2. Kennlinien
Die Kennlinie umfasst im Allgemeinen das Spektralverteilungsdiagramm der LED, die Temperatur-Lichtstrom-Kennlinie, die Strom-Lichtstrom-Kennlinie und die Strom-Spannungs-Kennlinie. Die Lichtstromleistung der LED hängt sowohl vom Stromzustand als auch von der Temperatur der LED ab.
3. Mechanische Abmessungen
Die mechanische Größe wird manchmal auch als Gehäusegröße bezeichnet. Sie beschreibt die Größe, die positive und negative Polaritätsrichtung sowie die Markierung der LED und wird hauptsächlich für die Layout-Anwendung der LED und der Leiterplatte der LED verwendet. Das größere Pad ist der Pluspol (Anode) der LED. Von vorne betrachtet ist die mit einem Dreieck markierte Richtung die Pluspolrichtung der LED.
4. Sonstiges
LED-Spezifikationen enthalten auch einige andere Inhalte, wie Nummerierungsregeln, Schweißrichtlinien, Verpackungsbedingungen usw. Unter anderem legt die Lötanleitung die Temperatur und Zeit für das Reflow-Löten nach dem LED-Patch fest.
Fazit
Die Verwendung von LED-Leiterplatten bietet viele Vorteile: Sie sind eine effiziente Lichtquelle, sorgen für eine gute Ausleuchtung und verbrauchen weniger Energie. Sie werden in Kommunikations- und Datenübertragungssystemen eingesetzt und eignen sich hervorragend für Displays und Beschilderungen. Industriemaschinen nutzen sie für Beleuchtung, Kommunikation und Anzeige. LED-Leiterplatten sind zuverlässige Leiterplatten, die für eine Vielzahl von Anwendungen eingesetzt werden können.
